基于颗粒填充技术的多组分粘结剂砂浆的优化与性能评估 Vanga Renuka, Sarella Venkateswara Rao, Tezeswi Tadepalli, Katarzyna Kalinowska-Wichrowska, Krzysztof Granatyr, Marta Kosior-Kazberuk, Ma?gorzata Franus 和 Adam Mas?oń

《Materials》：Optimization and Performance Evaluation of Multi-Component Binder-Based Mortars Using Particle Packing Techniques Vanga Renuka, Sarella Venkateswara Rao, Tezeswi Tadepalli, Katarzyna Kalinowska-Wichrowska, Krzysztof Granatyr, Marta Kosior-Kazberuk, Ma?gorzata Franus and Adam Mas?oń

　　

摘要

由普通波特兰水泥与一种或多种辅助胶凝材料结合而成的多组分胶凝剂在提升胶凝材料的可持续性及性能方面发挥着重要作用。本研究通过先进的混合设计及颗粒堆积技术，提出了优化胶凝剂成分和骨料级配的综合性方法。该多组分胶凝剂体系中的普通波特兰水泥被粉煤灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土以及硅灰等辅助胶凝材料部分替代，这些材料的颗粒尺寸从微米级到亚微米级不等。研究采用D最优混合设计方法，通过分析胶凝剂成分与湿态堆积密度之间的关系来确定最佳的材料比例，而湿态堆积密度则是通过湿态堆积试验测得的。为进一步提升堆积效率，还运用了改良的Toufar模型来优化细骨料的级配。最大堆积密度被视为判断最佳混合设计的核心标准，因为它反映了最小的孔隙比以及最理想的颗粒尺寸分布。经过优化的砂浆混合物在力学强度、火山灰活性、毛细水吸附性以及干燥收缩率等方面都得到了测试。研究结果表明，优化后的多组分胶凝剂及细骨料级配能够提升堆积密度和火山灰活性，进而显著提高砂浆的强度与耐久性。使用辅助胶凝材料不仅有助于提升材料性能，还能有效减少碳排放。与C100相比，基于CFGMS的体系可实现35–40%的能源消耗降低，以及34–48%的二氧化碳排放减少。